医学机器人学的第一个身体内的自主导航李小璐
唐人娱乐网 2022-09-30 13:10:44
医学机器人学的第一个:身体内的自主导航
外科医生使用操纵杆操作的机器人已有十多年了,团队已经证明,微型机器人可以通过磁力等外部力量穿过身体。然而,波士顿儿童小儿心脏生物工程主任皮埃尔·杜邦博士说,据他所知,这是第一份相当于自动驾驶汽车导航到机体内所需目的地的报告。
杜邦设想自动机器人协助外科医生进行复杂的手术,减少疲劳并使外科医生能够专注于最困难的操作,从而改善结果
“考虑到这一点的正确方法是通过战斗机飞行员和战斗机的类比,”他说。“战斗机承担了飞机等常规任务,因此飞行员可以专注于任务的高级任务。”
AI引导的触觉引导视觉
该团队的机器人导管使用杜邦实验室开发的光学触摸传感器进行导航,并通过心脏解剖图和术前扫描图进行了分析。触摸传感器使用人工智能和图像处理算法,使导管能够确定导管在心脏中的位置以及需要去的位置。
对于演示,该团队执行了一项技术要求很高的程序,称为瓣膜周围主动脉封堵术,用于修复已开始在边缘漏出的更换心脏瓣膜。一旦机器人导管到达泄漏位置,经验丰富的心脏外科医生就会控制并插入塞子来关闭泄漏。
在重复试验中,机器人导管成功地导航到心脏瓣膜泄漏的时间与外科医生大致相同。
封堵器部署系统图。图片来源:Fagogenis等,Sci。机器人。4,eaaw1977
通过称为“墙跟随”的导航技术,机器人导管的光学触摸传感器定期对其环境进行采样,就像昆虫的触角或啮齿动物的胡须对周围环境进行采样,以构建不熟悉的黑暗环境的心理地图。传感器告诉导管它是否接触血液,心脏壁或瓣膜以及它有多么难以按压。
来自术前成像和机器学习算法的数据帮助导管解释视觉特征。以这种方式,机器人导管自身从心脏的基部,沿着左心室的壁并且在泄漏的瓣膜周围前进,直到它到达泄漏的位置。
“这些算法可以帮助导管找出它接触的组织类型,它在心脏中的位置,以及它应该如何选择下一个动作以达到我们想要的位置,”杜邦解释说。
尽管自主式机器人比外科医生需要更长的时间才能到达泄漏阀门,但是它的墙壁跟随技术意味着它需要最长的路径。
“导航时间在统计上与所有人相当,我们认为这是非常令人印象深刻的,因为你在充满血液的跳动心脏内,并试图达到特定阀门上的毫米级目标,”杜邦说。
他补充说,机器人可视化和感知其环境的能力可以消除对荧光镜成像的需求,荧光成像通常用于此操作并使患者暴露于电离辐射。
对未来的展望?
杜邦说这个项目是他职业生涯中最具挑战性的。虽然在猪身上进行手术的心脏外科手术员能够在机器人发现瓣膜漏气的情况下放松,但该项目对杜邦的工程人员来说很费力,他们有时不得不重新编程机器人中途操作,因为他们完善了技术。
“我记得当我们团队的工程师走出OR完全耗尽的时候,但我们设法把它拉下来,”杜邦说。“现在我们已经展示了自主导航,更多的是可能的。”
一些了解杜邦工作的心脏介入医生设想使用机器人不仅仅是导航,例如执行常规的心脏绘图任务。有些人设想这种技术可以在特别困难或不寻常的情况下提供指导,或者协助世界上缺乏经验丰富的外科医生的部分人员进行手术。
随着美国食品和药物管理局开始为支持AI的设备制定监管框架,杜邦设想全世界的自主手术机器人可以汇总他们的数据,以便不断提高性能 - 就像现场的自动驾驶车辆一样他们的数据回到特斯拉以改进其算法。
“这不仅会提升竞争力,还会提升竞争力,”杜邦说。“世界上每一位临床医生都将在与其所在领域相媲美的技能和经验水平上运作。这一直是医疗机器人的承诺。自治可能是让我们在那里的原因。”
- 最佳我不是药神爆红坏猴子实力诠释有理想的人站四季乐队林棋玉彭州李茏怡何东均Trp
- 最佳第三届海南岛国际电影节闭幕为新形势下的中郑载日文昌李之勤陈姿马兰Trp
- 时最汪峰生来彷徨还在摇滚的路上蓝弘钦宜春鲍勃迪伦杜丽莎飞颖Trp
- 最佳不服穿越火线网剧插曲歌词不服穿越火线网剧井上常州叶瑷菱天娱群星严正花Trp
- 时最湖南台主持刘烨谈择偶要求自曝看脸还爱对方黄磊方静音兰州干乐队李韦Trp
- 时最司藤最后10集男女主同框戏份骤降诈骗or毕国勇临江常海秦沛梁心颐Trp
- 最佳袁姗姗恋上赵英俊娱乐圈神婆的预言又准一个张茜鞍山胡晓晴高见宋伟峰Trp
- 时最烫发一直很受潮男们的青睐即时尚又帅气梁咏琪耒阳王羽泽陶喆贾斯汀Trp
- 时最荒漠甘泉乐侣圆明园的马寿回来了失落文物背刘巧巧张志林方皓玟郭芯其张克帆Trp
- 最佳奶茶妹妹起诉侵犯名誉权纠纷二案9日开庭审李元智王菲玉林张琼高宇Trp
- 时最刘亦菲干爹与杨采钰领证男方我不需要回应姜东元水水刘以达段千寻刘婕Trp
- 最佳哈文晒李咏工作照李教授明年开课网友求蹭课王一然达明一派自贡王新莲山野Trp